KSTAR는 지난해 핵융합 연구를 위한 최적의 운전 환경인 고성능 플라즈마를 55초 간 유지하며 세계최장시간달성, 가열 장치만을 활용해 플라즈마를 유지시켜주는 ‘비유도성 전류구동 방식’으로 세계 최초로 H-모드 12초 기록 달성 등 눈에 띄는 성과들을 보여주며 세계 최고의 핵융합연구장치임을 다시 한 번 증명했습니다.
올해 역시 KSTAR는 세계 최고의 타이틀을 이어가기 위해 다른 장치와의 경쟁이 아닌 ‘자신과의 싸움’을 한 해 동안 해나가야 할 텐데요. 국가핵융합연구소 연구진은 KSTAR 장치 차원에서도 다양한 변화를 주며 올해 2016 캠페인 준비에 만전을 기했습니다.
과연 KSTAR는 어떤 변화와 함께 2016 캠페인을 준비했을까요?
2016 KSTAR의 비밀병기 세 가지
첫째로 KSTAR 진공용기 내부에 극저온 진공펌프가 추가되었습니다. 진공펌프란 KSTAR 장치 내부를 우주와 같은 진공상태로 만드는 장치로, 플라즈마 실험을 위한 준비 단계에서 사용되는 중요한 장치입니다.
그동안에는 일반 가정용 청소기 1,300여대와 맞먹는 3종류의 진공펌프 12대를 이용하여 KSTAR를 진공 상태로 만들었는데, 올해 실험을 앞두고 액체 헬륨을 이용하여 극저온의 상태에서 기체를 뽑아내는 ‘극저온 진공펌프’가 한 종류 더 추가된 것입니다.
‘극저온 진공펌프’는 액체 헬륨을 이용하여 진공용기 내부의 기체 및 플라즈마 실험 중에 발생하는 기체들을 냉각시켜 포집하므로 기존의 진공상태보다 약 2배 정도 더 효과적으로 진공용기 내부의 기체를 포집할 수 있습니다.
따라서 올해부터는 플라즈마 발생과 유지 조건 등을 좀 더 안정적으로 제어함으로써 보다 우수한 플라즈마를 발생시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.
두 번째는 플라즈마 대면 장치(Plasma Facing Component, PFC)용 냉각수 설비가 일부 구간에 적용되는 것입니다. PFC는 진공용기 내벽에 부착되는 타일(tile)로 초고온 플라즈마 입자나 열로부터 KSTAR 장치를 구성하는 진공용기, 가열 시스템 및 진단장비들을 보호하는 역할을 합니다.
PFC는 플라즈마 실험 과정에서 초고온 플라즈마에 의해 직/간접적으로 영향을 받게 되므로 내열성이 매우 좋은 소재들로 이루어져 있으며, 타일의 뒷면에는 냉각수관을 설치하여 열부하가 기준치 이상으로 걸리지 않도록 해야 합니다.
올해부터는 PFC 일부 부분에 PFC 냉각수 설비를 설치함으로써 플라즈마 실험 후 상승된 PFC 온도를 신속하여 정상화하여 반복되는 플라즈마 실험에서도 KSTAR가 매 회 최적의 컨디션으로 플라즈마를 발생시킬 수 있도록 할 것입니다. 이후, 2016년 실험 결과를 바탕으로 PFC 냉각수 공급 설비를 전체 PFC에도 확대 설치할 예정입니다.
세 번째는 펠렛 인젝션 시스템(Pellet Injection System)의 도입입니다. 현재 KSTAR의 경우 기체 상태로 만들어진 ‘중수소’만을 사용하여 플라즈마 발생 실험을 진행하고 있습니다.
하지만 기체 상태의 연료를 주입할 경우 신속하게 충분한 양의 중수소를 플라즈마 중심부까지 주입시키기 어렵고, 플라즈마의 바깥쪽부터 확산해 들어가는 방식이라 고성능 플라즈마를 발생시키는 데 한계가 있었습니다.
그러나 이번 펠렛 인젝션 시스템, 즉 고체 상태의 중수소를 플라즈마의 중심부로 바로 주입시키는 시스템 도입을 통하여 기존보다 더욱 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
‘최고’의 장치 곁에는 ‘최고’의 연구진이..
KSTAR가 그동안 최초, 그리고 최고의 기록을 보여주었던 것이 오직 장치의 우수성 덕분이라고는 할 수 없을 것입니다. 우수한 장치를 만들고, 더 나은 장치로 발전시킨 연구자들, 다양한 시나리오의 플라즈마 실험을 진행하며 KSTAR의 우수성을 이끌어 낸 연구자들, 그 외 자신이 맡은 역할을 묵묵히 해 온 모든 연구자와 기술자들의 땀과 열정이 있었기에 KSTAR는 최고의 장치로서 최고의 기록을 보여줄 수 있었습니다.
현재 KSTAR는 2016년 플라즈마 실험을 위해 진공배기 과정을 진행하고 있으며, 5월 중 극저온냉각운전, 초전도자석 및 전원시험 등을 거쳐 6월 본격적으로 13주간의 플라즈마 실험을 진행할 예정입니다. 이 후, 승온 운전을 거쳐 10월 중순 올해의 실험을 완벽하게 마치기까지 꽉 찬 6개월의 일정을 앞두고 있습니다. 올해 KSTAR와 우리의 연구진들은 또 어떤 결과로 우리를 놀라게 할까요?
KSTAR의 2016년을 기대해주시길 바랍니다!
개가 짖어도 사람은 걷듯이 일본인가 짖어도 한국은 전진한다.
KSTARは去年核融合研究のための最適の運転環境である高性能 プラズマを 55超の間維持して
今年やっぱり KSTARは世界最高のタイトルを引き続くために他の装置との競争ではない ‘自分とのけんか’を 一年の間して行かなければならないでしょうに. 国家核融合研究所研究陣は KSTAR 装置次元でも多様な変化を与えて今年 2016
果たして KSTARはどんな変化とともに 2016 キャンペーンを準備したんでしょうか?
2016 KSTARの 秘密兵器三種類
第一に KSTAR 真空勇気内部に極低温真空ポンプが追加されました. 真空ポンプと言う(のは) KSTAR 装置内部を宇宙のような真空状態で作る装置で, プラズマ実験のための準備段階で使われる重要な装置です.
その間には一般家庭用清掃機 1,300余台と立ち並ぶ 3種類の真空ポンプ 12台を利用して KSTARを真空状態で作ったが, 今年実験を控えて液体ヘリウムを利用して極低温の状態で気体を抜き出す ‘極低温真空ポンプ’加えた種類もっと追加されたのです.
‘極低温真空ポンプ’は液体ヘリウムを利用して真空勇気内部の気体及びプラズマ実験の中に発生する気体たちを冷凍させてポジブするので既存の真空状態より約 2倍位もう效果的に真空勇気内部の気体をポジブすることができます.
したがって今年からはプラズマ発生とYuji条件などをもうちょっと安定的に制御することでより優秀なプラズマを発生させることができることで期待されます.
二番目はプラズマ対面装置(Plasma Facing Component, PFC)竜冷却水設備が一部区間に適用されるのです. PFCは真空勇気内壁に附着するタイル(tile)で超高温プラズマ粒子や熱から KSTAR 装置を構成する真空勇気, 加熱システム及び診断装備たちを保護する役目をします.
PFCはプラズマ実験過程から草稿来たプラズマによって職/間接的に影響を受けるようになるので耐熱性が非常に良い素材たちで成り立っているし, タイルの裏には冷却水管を設置して烈夫下嫁基準値以上にかからないようにしなければなりません.
今年からは PFC 一部部分に PFC 冷却水設備を設置することでプラズマ実験後上昇された PFC 温度を迅速で正常化して繰り返されるプラズマ実験でも KSTARが毎回最適のコンディションでプラズマを発生させることができるようにするでしょう. 以後, 2016年実験結果を土台で PFC 冷却水供給設備を全体 PFCにも拡大設置する予定です.
三番目はペレットインジェクションシステム(Pellet Injection System)の導入です. 現在 KSTARの場合気体状態で作られた ‘重水素’のみを使ってプラズマ発生実験を進行しています.
しかし気体状態の燃料を入れ込む場合速かに十分な良医重水素をプラズマ中心部まで注入させにくいし, プラズマの外側から拡散して入って行く方式だから高性能プラズマを発生させることに限界がありました.
しかし今度ペレットインジェクションシステム, すなわち固体状態の重水素をプラズマの中心部ですぐ注入させるシステム導入を通じて既存よりもっと高密度のプラズマを発生させることができることで期待しています.
‘最高’の装置のそばには ‘最高’の研究陣が..
KSTARがその間最初, そして最高の記録を見せてくれたことがただ装置の優秀性おかげさまとはできないだろう. 優秀な装置を作って, より良い装置で発展させた研究者たち, 多様なシナリオのプラズマ実験を進行して KSTARの優秀性を導き出した研究者たち, その外自分が引き受けた役目を黙黙として来たすべての研究者と技術者たちの取ることと熱情があったから KSTARは最高の装置として最高の記録を見せてくれることができました.
現在 KSTARは 2016年プラズマ実験のために真空排気過程を進行しているし, 5月の中で極低温冷却運転, 超伝導磁石及び田園試験などを経って 6月本格的に 13週間のプラズマ実験を進行する予定です. 以後, スングオン運転を経って 10月中旬今年の実験を完璧に終えるまで一杯になった 6ヶ月の日程を控えています. 今年 KSTARと私たちの研究陣たちはまたどんな結果で私たちを驚かしましょうか?
KSTARの 2016年を期待してください!
犬がほえても人は歩くように倭寇がほえても韓国は進む.